Cap.06 Dinâmica I: Movimento em uma Dimensão

Cap.06 Dinâmica I: Movimento em uma Dimensão

6.1 Equilíbrio

► Estudar anotando a Estratégia de resolução de Problemas 6.1

► Dois estados de equilíbrio, estático e dinâmico, são estudados nesta seção. ► Qual lei de Newton é utilizada nesta seção?

► Reescreva a dedução da Eq. 6.1.

► Estudar as resoluções dos Exemplos 6.1 e 6.2. Não esquecer como se constrói o diagrama de corpo livre e como é utilizado. Siga as instruções de Estratégia.

Nota: No exemplo 6.1, a resposta encontrada de ângulo se refere como 63,4o nordeste. Deve-se escrever em relação ao semi-eixo X positivo ou ao Norte do Leste. Nordeste significa no meio entre Norte e Leste, ou seja, 45o. O aluno deve se atentar nas referências de pontos cardeais e colaterais que encontrarão no livro.

Problema 30 do livro-texto:

► Questões Conceituais: Responder as duas questões

6.2 Usando a segunda lei de Newton

► Estudar anotando a Estratégia de resolução de Problemas 6.2 ► Qual lei de Newton é utilizada nesta seção?

► Reescreva a dedução da Eq. 6.2.

► Estudar as resoluções dos Exemplos 6.3 e 6.4. Não esquecer como se constrói o diagrama de corpo livre e como é utilizado. Siga as instruções de Estratégia.

► Responda a questão Pare E Pense 6.1 Problema 11 do livro-texto:

6.3 Massa, peso e gravidade

Massa

► Você tem dois corpos em suas mãos. A massa de um deles é conhecida. Como você determina a massa do outro corpo, sem utilizar a balança de pratos?

► Se um astronauta levar um corpo de massa conhecida na Lua ( a aceleração da gravidade da Lua é menor do que a da Terra), ele medirá o valor da massa menor, maior ou igual?

Gravidade

►Dois corpos se interagem mutualmente por meio de uma força de atração denominada força gravitacional, Fg.

►Expressar a força gravitacional na forma vetorial utilizando o vetor unitário radial ȓ. ►Na Eq. 6.4, o que significa verticalmente para baixo?

►Mostrar como obteve a Eq. 6.4.

►O que significa aproximação de Terra plana?

► Verifique, fazendo os cálculos, a afirmação da sentença:

► A aceleração g é uma propriedade do planeta ou do corpo em sua vizinhança?

► Explique por que os valores experimental da aceleração da gravidade na Terra e calculado utilizando a Eq. 6.6 são diferentes?

► Pergunta: No laboratório é realizado um experimento soltando-se dois corpos diferentes, uma bola de tênis e outra pena de galinha, num recipiente cilíndrico a vácuo. Qual deles chegará primeiro na base do cilindro? Justificar a sua resposta.

Peso

► Um objeto é colocado sobre uma balança. O que ela mede, amassa ou o peso? Explicar. ► A massa e o peso são a mesma coisa? Explicar.

►Pergunta: Fora do elevador, o peso de uma bola é P e a sua massa, m. Duas balanças, uma de mola e outra de pratos, são colocadas num elevador que se move para cima e acelerado. A bola é colocada nas balanças e as medidas são o peso, Pele, e a massa, mele. Qual é a resposta?

(a) P > Pele ; m > mele

(b) P = Pele ; m < mele

►Estude o texto que se refere à Fig. 6.10 e mostre deduzindo que quando a aceleração aponta para baixo ( o que significa isso?) o seu peso é menor.

► Pergunta: Suas mãos estão úmidas e o porta-toalhas do banheiro está vazio. O que você faz para tirar as gotas de água de sua mãos? Como o movimento ds mãos exemplifica uma das leis de Newton? Qual?

►Pergunta: Se você segura uma barra de metal vários centímetros acima do chão e a move pela grama, cada folha de grama se inclinará para fora do caminho. Se você aumentar a velocidade da barra, cada folha de grama se inclinará mais rapidamente. Como, então, um cortador de grama rotativo consegue cortar a grama? Como ele pode exercer força na folha de grama suficiente para cortá-la?

► Ler e compreender IMPONDERABILIDADE ►Responda as Questões Conceituais 10 e 15

► Responda a questão Pare E Pense 6.2

6,4 Atrito

► O que é atrito estático?

►Como se explica fisicamente a existência do atrito? ►Leia e entenda as duas frases após a Eq. 6.11.

► Se a força exercida a um corpo é nula, qual é a força de atrito estático?

Se a força exercida sobre um corpo for Fo e o corpo não move, qual é a força de atrito estático?

►NOTA: As Eqs. 6.12 e 6.13 não são equações vetoriais, mas relações entre os módulos dos vetores que representam as forças de atrito e normal. Como as forças de atrito e normal são perpendiculares uma à outra, os vetores não podem ser relacionados por uma constante.

► NOTA: Às vezes é feita uma afirmação incorreta sobre a força de atrito entre um corpo e uma superfície – a força de atrito sobre um corpo é oposta ao seu movimento ou movimento iminente-, em vez da frase correta, – a força de atrito sobre um corpo é oposta ao seu movimento ou

movimento iminente em relação à superfície.

► Quando o corpo inicia o movimento, a força de atrito estático permanece constante, e N?

Explicar.

► O coeficiente de atrito cinético é maior, menor ou igual ao de atrito estático? Explicar. ► Esquematizar um experimento, o mais simples possível, para medir os coeficientes de atrito estático e cinético.

►Anote a frase sobre a orientação da força de atrito (cinético ou estático):

Atrito de rolamento

► Você observa que o carro está movendo para a direita. Qual é o sentido da força de atrito cinético descrito no texto?

► O que você entendeu sobre o atrito de rolamento? ► Na Fig. 6.14, qual é o sentido do atrito de rolamento?

►Leia a NOTA e explique o modelo utilizado para o atrito. E o que se entende por modelo e lei. ► O resumo sobre a força de atrito está contido na Fig. 6.15.

► Responda a questão Pare E Pense 6.3

► Nas resoluções de Exemplos e Problemas utilize a Tabela 6.1, pag. 163, quando necessário. ► Estudar os Exemplos 6.6 e 6.7.

► Problema: (a) No Exemplo 6.6, qual é o máximo valor da força de atrito estático? Este valor está consistente com a força de atrito cinético calculado?

(b) No Exemplo 6.7, acrescente a terceira pergunta: Para que valor de ângulo de inclinação o fichário escorregará a velocidade constante? Antes de iniciar os cálculos, responda a você mesmo, se este ângulo deve ser maior, menor ou igual a 39o.

6.5 Força de arraste

►Cite três meios que exercem uma força resistiva sobre o corpo. ► Explique se o corpo deve estar em movimento neste meio.

► O autor utiliza D ( drag em inglês) para denotar a força de arraste. Qual é sentido desta força? Ela é constante como as forças de atrito?

►Este modelo vale para corpos grandes:

►Outro modelo em que o módulo da força de arrasto é proporcional à rapidez do corpo (não ao quadrado), vale para corpos com rapidez menor movendo-se num líquido e para corpos muito pequenos, como partículas de poeira movimentando-se no ar. Este modelo não é estudado neste livro-texto.

► Ler e compreender as explicações do movimento de uma bola lançada verticalmente para cima apresentada na Fig. 6.23.

►Entender as interpretações físicas das Eqs. 6.17 e 6.18. ► Qual é o significado da velocidade terminal.

► Quais são as conclusões obtidas da Eq. 6.19?

►No texto que se segue a Eq. 6.19, o paraquedista caindo atinge velocidade terminal com seu paraquedas aberto? Explique a sua resposta. Se a sua resposta for de que o paraquedas está fechado, então ao abri-lo, que parâmetros mudam para diminuir aquela velocidade terminal.? ►Problema: Uma bola de tênis de mesa e outra de golfe têm aproximadamente o mesmo

tamanho, mas é mais difícil arremessar uma bola de tênis de mesa do que uma de golfe. Explicar. ► Responda a questão Pare E Pense 6.4.